领工员培训讲义隧道施工技术Word文档下载推荐.docx

1、节理很发育为节理3组以上，杂乱，以风化型和构造型为主，多数间距小于0.2m，微张或张开，岩体被切割呈碎石状。节理发育，节理（裂隙）3组以上，不规则，呈X型或米字型，以风化型和构造型为主，多数间距小于0.4m，部分微张或张开，部分被粘性土充填，岩体被切割成块状、碎石状。节理较发育，节理（裂隙）23组，呈X型，较规则，以构造型为主，多数间距大于0.4m，多为密闭节理，岩体被切割成大块状。节理不发育，节理（裂隙）12组，规则，为构造型，多数在1.0m以上，多为密闭，岩体被切割成巨块状。和围岩稳定性有关的另一个因素是节理的张开度及其填充状况。张开度越大，岩体之间的摩擦力减小，稳定性将降底，节理填充性好

2、，将提高岩体之间的摩擦力，有利于岩体的稳定。（3）结构特征和完整状态 分为巨块状整体结构、大块状砌体结构、块（石）碎（石）状镶嵌结构、碎石状压碎结构、松散结构。3、现场施工中，对前方围岩状况的预测作为一个有经验的领工员不但可以通过隧道内已经出露的断层或贯穿性节理的走向和倾角，判断其在隧道的延伸状况。也可以根据开挖工在打眼过程中的具体情况，判断隧道前方的围岩地质情况。一般可以通过打钻过程中钻孔的出水颜色、钻进速度、卡钻状况、钻孔成孔情况等判断前方的围岩状况。二、识图领工员不一定要求能画图，但必须会看图，而且应该看懂图。领工员接受技术人员的技术交底或作业指导书，把它变成通俗、明了、易懂的语言，现场

3、交底给具体工序操作者，并在施工过程中进行指导、监督检查具体过程施工情况。三、隧道施工测量一般来说，隧道中的测量相对简单一点，隧道的施工测量主要以施工放线为主。由于隧道施工有专门的测量工，所以领导员应掌握根据测量工给定的测量基准线、施工技术交底对隧道的有关部位结构放样的方法，同时在施工过程中对这些结构尺寸进行检查，有时协助测量工完成复杂结构的放线工作。二 隧道的主要施工工序一、 隧道的施工测量隧道的测量导线一般由洞外的测量控制点和水准点引入，作为洞内的起测依据，洞外的测量控制点不得少于3个，以便相互检测。根据隧道施工需要，隧道导线点一般为300m左右，根据导线点引出隧道中线点，一般直线隧道中线间

4、距150m，曲线50m，隧道导线点和中线点应设置在稳固的地方，在施工过程中应注意保护。中线点和水准点应时常复核检查，防止中线点或水准点移动，对直线隧道应保证每月复核二次，曲线隧道每月三次。根据隧道的中线点和水准点，应用经纬仪、水准仪及钢尺对隧道里面的各种结构尺寸进行精确放样。中线的延伸必须用正倒镜分中法，水准点的延伸必须测往返测，其误差必须符合规范规定，并进行平差。1、 隧道开挖断面的放线（1）中线和高程的确定由水准仪和经纬仪从固定中线点和水准点，引临时中线点和临时水准点到隧道施工掌子面，其中线和高程的测量一般实现测量双检制，即采用不同的仪器各测量一次或同一台仪器不同的人按不同的方法各测一次，

5、两次结果相互校核。在现场施工中，采用2台仪器或测量两次都是不现实的，实际施工中一般采用上、下两个循环的开挖断面相互复核。为了节约测量放线时间，同时减少人为的误差。隧道里中线、水准点（水平点）测量放线可采用激光指向仪，其光束为一条光线集中的红线光，现在的激光指向仪可以保证700m的距离光斑直径在2cm 内，把激光指向仪固定在隧道的某一部位，通过经纬仪和水准仪确定其在隧道断面的位置，并计算出激光束和隧道中线、水平的关系，根据这关系在开挖掌子面标出隧道中线和水平线。一般为了方便计算和放线，激光光束平行于隧道中心线。激光光束至少每3天复核一次，现场施工人员应该保护激光装置，如有移动，应立即向上汇报。穿

6、线法确定隧道中线，在现场施工中，可以在中线上从上部吊线，根据三点一线确定隧道中线，必须有3点相互复核，然后确定中线，点的距离不得大于10m，小于3m。吊线点必须时常复测检查。采用五寸台阶法作开挖断面（图1）在技术室根据隧道设计图纸画出开挖断面图，在断面图上画出隧道中线、轨面、起拱线，从隧道的轨面位置起，把隧道中线上下各分成50cm的等距，标出每50cm等分点的隧道中线到隧道轮廓线的水平距离。在隧道掌子面作开挖断面时，从轨面（或起拱线）位置开始把隧道中线等50cm划分，根据室内的开挖断面放线资料相同的位置隧道中线到隧道轮廓线的距离，用测距尺放出轮廓线上该点的位置。把所有的垂直50cm等距点的隧道

7、轮廓线放出来后，把这些点相连，就现场绘出隧道开挖断面轮廓。极坐标法 对于大断面曲线隧道，当采用全断面开挖时，作开挖断面采用五寸台阶法测距难度很大，而且误差也很大，一般采用极坐标法，即在开挖断面上找出不同隧道轮廓曲线的圆点，然后根据该原点及该段曲线的半径及角度，在掌子面上绘出该段曲线，把各段曲线都绘出，就连成了隧道开挖轮廓线，绘制时应注意凹凸不平的掌子面对轮廓线的影响。领工员应配合测量工完成隧道开挖断面的放线，检查放线过程，提高开挖断面正确率，同时检查开挖断面放线的正确性，防止出现放线错误，造成质量事故。2、隧道其它结构的测量放样根据测量工放出的临时中线点及高程点，按有关技术交底图上的隧道结构尺

8、寸放出施工所需的尺寸。领工员应熟练掌握隧道的结构尺寸的放养方法，随时检查隧道结构的尺寸，杜绝出现施工尺寸错误。二、 隧道的主要施工（开挖）方法当前的隧道施工主要是采用新奥法施工，其主要内容是：围岩稳定是岩体自身有承载自稳的能力，不稳定围岩丧失稳定是有一个过程的，如果在这个过程中提供必要的帮助或限制，则围岩仍然能够进入稳定状态。新奥法施工主要是充分利于围岩自承、自稳能力。光面爆破、喷锚支护、量测是新奥法施工的三大支柱。开挖是隧道施工最关键的工序，隧道开挖的基本原则是：在保证围岩稳定或减少对围岩的扰动的前提条件下，选择恰当的开挖方法和掘进方式，并应尽量提高掘进速度。1、选用开挖方法时，应对隧道断面

9、大小及形状，围岩的工程地质条件、支护条件、工期要求、工区长度、机械配备能力、经济性等相关因素进行综合分析。隧道的主要施工方法有：全断面施工法、台阶施工法、环型开挖预留核心土法、双侧壁导坑法、中洞法、中隔壁法（CD法）、交叉中隔壁法（CRD法）。（1）、全断面施工法全断面开挖法是按设计开挖断面一次开挖成型。其主要用于隧道围岩较好的地段。其特点是：施工场地大，适用于机械化施工，施工隧道快，施工5 微台阶，L=35m，适用于围岩地质条件较好的地段，及地质条件变化频繁的地段，可以灵活变化施工方法，加快施工进度，当地质条件很好时，可以改为全断面开挖，当地质条件很差时可以改为短台阶开挖，是最常用的台阶法施

10、工方法，可以配合高机械化施工。适用于、级围岩。（3）、环型开挖预留核心土法这中施工方法主要是针对软弱围岩的开挖，预留核心土可以稳定松散的掌子面围岩，防止坍塌，同时核心土可以降低隧道台阶的高度，有利于进行支护。（4）、中隔壁法（CD法）这种方法主要适用于有可能产生比较大的变形的松散、大跨度的隧道地段，如地铁等工程。把隧道的开挖断面分成几部分进行独立施工，可以加强支护，控制隧道的变形量，但施工工序繁多，施工进度慢。改变施工顺序，就可以变为CRD法（交叉中隔壁法）。另外对大跨度隧道，软弱围岩的施工方法还有双侧壁导坑法、中洞法。2、开挖方式现阶段隧道的开挖方式有钻爆法施工和掘进机法施工，掘进机法施工成

11、本高，机械维护复杂，掘进速度快，适用于地质条件比较好的围岩。钻爆法施工适用于各类围岩，施工成本低，但掘进速度相对比掘进机慢。当前的隧道施工仍以钻爆法施工为主。钻爆法施工的钻眼分台车钻眼和人工手持风动凿岩机钻眼施工。台车有2臂、3臂和4臂台车，可以多个钻臂同时施工，由电提供动力，通过液压油泵系统工作。风动凿岩机由压缩空气提供动力，一个工作面可以配用多台风动凿岩机进行钻眼施工。现阶段一般都采用湿钻，所以还必须提供高压水。采用台车开挖，钻孔速度快，工人劳动强度低，施工成本高，一般用于全断面快速施工。风动凿岩机，钻孔速度慢，特别在硬岩中钻进困难，但可以通过增加凿岩机的数量，以加快钻眼循环时间，工人劳动

12、强度高，施工成本低，对作业面施工环境污染较大，采用多台钻机同时施工时，相互之间的干扰小，施工时必须搭设简易平台，如果配合移动开挖平台可进行全断面开挖，采用风动凿岩机钻眼，可适用各种围岩、各种隧道的施工方法。采用风动凿岩机钻眼，必须保证高压空气、高压水的供应。3、钻爆法施工1）钻眼施工 当前的隧道开挖一般采用光面爆破技术，以提高围岩的自稳能力。隧道的开挖眼主要分为三种：掏槽眼、掘进眼、周边眼，最重要的是掏槽眼和周边眼，掏槽眼主要创造临空面，钻眼精度要求很高，周边眼主要为了形成光面爆破效果，孔的间距及装药量要求很高。掏槽形式有直眼掏槽和斜眼掏槽，根据隧道的开挖宽度选用不同的掏槽形式。对于直眼开挖，

13、钻眼要作到准、齐、平、直，周边眼应有少量外差，外插角度不得超过钻孔深度的35%，周边眼的开孔挂眼应该根据围岩的级别，在开挖轮廓内510cm的地方开孔打眼。在有钢架支撑的地段打周边眼，更应注意其外插角度。周边眼一般采用小药卷间隔装药，其它炮眼采用标准药卷连续装药。由于周边眼控制着光面效果的形成及影响隧道超欠挖，所以现场应该严格检查、并监督周边眼的开挖质量。掏槽炮眼布置在开挖断面的中部，周边眼与辅助炮眼的眼底应在同一垂直面上，以保证开挖面的平整，但掏槽眼应加深1020cm，以加强掏槽效果，提高循环进尺。辅助炮眼交错均匀布置在周边眼与掏槽眼之间，力求爆下的石碴块度适合装碴的需要。2）装药、起爆（1）

14、 爆破材料 炸药的种类很多，最常用的为铵梯炸药及水胶炸药、乳化炸药，第一种不防水，用于无水的隧道，后两种为防水炸药，可用于地下水比较发育的隧道。炸药的直径有32、35、38、40，长度200mm、400mm。瓦斯隧道采用专用炸药。隧道中使用的雷管有火雷管、非电毫秒雷管，在瓦斯隧道采用电雷管，现在隧道中一般用火雷管引爆非电毫秒雷管实现隧道的一次性起爆，非电毫秒雷管安全性能好，而且是一次性起爆。非电毫秒雷管分为不同的段别，从1段到25段，相邻段别时间存在毫秒差，从25ms150ms不等，有利于实行微差爆破和光面爆破。导火索，为白色，用来传递火焰给火雷管，并使火雷管在火焰作用下爆炸。燃速110s/m

15、，缓燃为180s/m，隧道爆破中使用的导火索长度不得短于1.2m。普通导火索不能用于瓦斯隧道。导爆索，为红色，以单质猛炸药黑索金或泰安做为索芯，经雷管起爆后，可以直接引爆其它炸药，炸药含量16g/m。实现隧道周边眼的间隔装药。 塑料导爆管，传递爆轰波，只能引爆非电毫秒雷管。（2）影响炸药爆炸稳定性的几个因素 爆炸稳定性是指炸药起爆后，能否连续、完全爆炸的能力。它主要受炸药的化学性质，爆轰感度以及装药密度、药包大小、起爆能量等因素的影响。临界直径：柱状装药时，被动药卷能发生殉爆的最小直径，临界直径越小，则其爆炸稳定性越好，最常用的2#岩石炸药的临界直径为18cm。药卷直径应不小于炸药的临界直径，

16、装药直径越大，其爆炸越稳定。最佳密度：对于炸药，其装药密度越大，则其爆速越大，爆炸越稳定，爆速最大时的装药密度称为最佳密度。临界密度：当装药密度超过某一值时，爆炸不稳定，甚至拒爆，这时的炸药密度称为“临界密度”。管道效应（又叫沟槽效应）：药卷起爆后，产生空气波，压缩未爆炸的炸药，当炸药被压缩超过临界密度，就会导致爆速下降，甚至断爆的现象。可采用粉状炸药、水胶炸药或高感度、高爆速的炸药，可避免管道效应。殉爆距离：一个药包爆炸后，能引起它不相接触的邻近药包爆炸，叫被动药包“殉爆”，其最大距离叫殉爆距离，和介质性质、药卷直径等有关。（3）装药、起爆装药要严格按钻爆设计参数装药，周边眼采用小药卷、导爆

17、索间隔装药，其它炮眼采用标准药卷连续装药。药卷直接应与炮眼的直径相匹配，不耦合系数=D/d，对于周边眼应大于1.52.0，可减少对隧道周围围岩的扰动及破坏，对于其它眼应在1.11.4，以提高炸药的爆破利于效率。为了发挥有效炸药的能量，应对炮孔进行堵塞。堵塞长度一般为2030cm。采用反向装药，掏槽眼应由专人负责装药，雷管段别次序不能错，掏槽眼各段尽量拉开。为了防止掏槽眼炸药产生半拒爆，可用导爆索连接掏槽眼的药卷，提高传爆效果。同时掏槽眼一般采用双雷管起爆，其它雷管采用单雷管起爆，连接雷管一般也采用双雷管洞内每日放炮次数、时间要明确规定；防护、装药、起爆、解除警戒要统一行动；多工作面放炮相互影响

18、时，起爆顺序应由里向外，里面的未撤出前，外面的严禁起爆。3）光面爆破和预裂爆破光面爆破是周边眼在其它炮眼起爆后，才一起起爆，即先掏槽眼起爆，首先形成临空面，其它掘进眼在这个临空面形成后起爆，然后周边眼最后起爆形成圆顺的开挖轮廓。预裂爆破是周边眼首先起爆，使隧道岩石沿周边眼形成一个预裂缝，然后里面的岩石再起爆，预裂缝对其里面的岩石的爆破有反射及阻隔的作用，从而避免了隧道开挖轮廓外面的岩石受到破坏，首先周边眼起爆，然后掏槽眼起爆，再掘进眼起爆。光面爆破周边眼间距E=（816）D=4080cm，E/W=0.81.0（W为周边眼抵抗线，即周边眼到二圈眼的距离），W应大于E，使岩石在爆破时，相邻周边眼首

19、先互相作用形成裂缝，然后崩落，所以周边眼的药量只是爆破后使相邻周边眼形成裂缝的药量，药量不能太大，否则将会对隧道周围岩体形成破坏，影响隧道的稳定。周边眼一般采用爆速较低，猛度较低，传爆性能良好的炸药。一般采用小药卷间隔装药，以减弱破坏，周边眼的装药集中度g=0.070.4kg/m，对于特破碎的岩石，可采用只装导爆索，或周边眼间隔装药或不装药的方法，以减少对周围岩体的震动破坏。周边眼应同时起爆，使相邻周边眼之间形成叠加应力波，有利于裂缝的形成。预留光面层爆破是开挖时，第一次没有开挖到设计轮廓线，预留4060cm的保护层，避免隧道爆破对周围岩体的破坏，然后在后面施工中再开挖一次的施工方法。预裂爆破

20、的周边眼间距一般为30 cm，炮眼数多，可以采用间隔装药，提高预裂效果。同一个开挖断面，起爆顺序是从临空面由内向外逐层起爆，台阶是由上向下逐层起爆。起爆时差50ms150ms，最佳在100ms左右。三、隧道的支护隧道的支护有初期支护和超前支护两种。隧道开挖后，除坚硬、完整、稳定的围岩外，为防止开挖后围岩暴露过久产生地层压力增加而造成坍塌，必须及时支护确保安全这种支护为初期支护。若围岩完全不能自稳，表现为随挖随坍，甚至不挖即坍，则须先支护后开挖，称为超前支护。初期支护和二次衬砌构成复合式衬砌，共同承担围岩压力，其中初期支护是主要的受力结构，在施工中特别重要，支护仅仅是使围岩稳定的手段，隧道的稳定

21、和安全使用才是真正的目的。新奥法施工的锚喷支护类型有：锚杆、钢筋网、喷混凝土、钢架支撑等，可根据地质状况及断面大小，采用一种支护手段或多种支护手段联合对围岩进行支护。喷锚支护具有支护及时，与围岩结合紧密，具有一定的揉性，能有效的控制围岩变形和提高自承能力的特点，它既是施工支护，又是永久支护的一部分，作业施工速度快，又安全可靠。但是，如果施工质量不佳，反而会给人们造成虚假的安全感，导致事故的发生。故施工时，必须达到设计要求的参数、质量标准，方可保证施工安全。1、锚喷支护的特点1） 灵活性。多种支护形式可单独使用，也可组合使用，其组合形式和支护参数可以根据围岩的稳定状态，施工方法和进度、隧道形状和

22、尺寸等加以选择和调整。2） 及时性。锚喷支护能在施作后迅速发挥其对围岩的支护作业。3） 密贴性。喷射混凝土能与坑道边的围岩全面、紧密地粘结，抵抗岩体之间沿节理的剪切和张裂。填补了洞壁的凹穴，使洞壁变的圆顺，减少应力集中。4） 深入性。锚杆能深入围岩体内部一定深度，对围岩起约束作用，形成锚固区。5） 柔性。锚喷支护属于柔性支护，它可以较便利地调节围岩变形，允许围岩作有小的变形，以发挥围岩的自承能力。当变形小于0.2mm/d，才可以进行二衬。6） 封闭性。喷混凝土能全面及时封闭围岩，及时有效阻止围岩变形，使围岩较早地进入变形收敛状态。2、锚喷支护的种类 1）锚杆的施工（1）锚杆：锚杆有钢筋灌浆锚杆

23、、树脂锚杆、楔缝锚杆、缝管式锚杆，及近几年发展起来的注浆锚杆。 钢筋灌浆锚杆是隧道最常用的锚杆，采用普通水泥砂浆作为粘结剂，近几年为了方便施工，已经采用锚固剂早强药包逐渐代替水泥砂浆，其凝固速度快，可以及时提供锚杆锚固强度。楔缝锚杆是属于端头锚固锚杆，通过锚杆体的端头和锚杆孔壁摩擦提供锚固力。锚杆一般用1622mm普通螺纹钢制作。在施工中锚杆应尽量垂直岩面，并按梅花形布置。安置锚杆前，应清除杆上油污锈蚀，并将孔吹干净；灌浆（注锚）必须饱满，楔缝和缝管式锚杆必须楔紧。楔缝锚杆、缝管式锚杆安装后要经常检查，发现托板松动要再次紧固。楔缝锚杆、缝管式锚杆钻孔前岩面应整平，否则应使用特制的楔形调整板，使

24、托板密贴岩面。锚杆的送入可用锤击或通过套筒用风钻冲击，把杆体插入钻孔。对于灌浆锚杆，孔口用木楔楔紧，注浆用高压风注入。注浆锚杆是采用特种空心钢制成，锚杆和钻头相连，采用凿岩机把带钻头的锚杆钻入，不再取出，然后对锚杆进行注浆，加固围岩。主要用于围岩破碎、成孔性差的地层，施工工序少、简单。 （2）锚杆的作用和效果1 支承围岩。锚杆能限制围岩变形，并向围岩施加压力。2 加固围岩。由于系统锚杆的加固作用，使围岩中，尤其是松动区中的节理裂隙，破裂面等得以联结，因而增大了锚固区围岩的强度。3 提高层间摩擦阻力，形成“组合梁”。对于水平或缓倾斜的层状围岩，用锚杆群能把数层岩层连在一起，增大层理间摩擦力，从结

25、构力学观点来看就是形成“组合梁”。4 “悬吊”作用。为防止个别危岩的掉落或滑落，用锚杆将其同稳定围岩联结起来，这种作用主要表现在加固局部失稳的岩体。2）喷混凝土施工 使用混凝土喷射机，将掺有速凝剂的细石混凝土，喷射到岩壁表面上，并迅速固结成一层支护结构 ，从而对围岩起支护作用。 喷射混凝土可以作为隧道工程类围岩中的永久性和临时性支护，也可以与各种型式的锚杆、钢纤维、钢架支撑、钢筋网等构成复合式支护结构，可以根据需要分次追加厚度。喷射混凝土分为干喷混凝土、潮喷混凝土、湿喷混凝土。（1）干喷和潮喷 干喷是将骨料、水泥和速凝剂按一定比例干拌均匀，然后装入喷射机，用压缩空气使干集料在软管内呈悬浮状态压

26、送到喷枪，再在喷嘴处与高压水混合，以较高的速度喷射到岩面上。干喷的特点是产生的粉尘量大，回弹量大，加水是由喷嘴处的阀门控制的，水灰比的控制程度与喷射手操作的熟练程度有关，使用的机械较简单，机械清理和故障处理容易。 潮喷是将骨料预加少量水，使之呈潮湿状，再加水泥拌和，从而降低上料，拌和和喷射时的粉尘，但大量的水还是在喷头处加入和喷出的，其它和干喷相同，目前施工现场较多使用的是潮喷工艺。（2）湿喷 湿喷是将骨料、水泥和水按设计比例拌和均匀，用湿式喷射机压送到喷头处，再在喷头上添加速凝剂后喷出。湿喷混凝土质量容易控制，喷射过程中的粉尘和回弹量很少，是应当发展应用的喷射工艺，对喷射机械要求较高，机械清

27、洗和故障处理较麻烦。（3）素喷混凝土的性能特点 喷射混凝土具有强度增长快、粘结力强、密度大、抗渗性好的特点，它能较好地填充岩块间的裂隙的凹突，增加围岩的整体性，防止自由面的风化和松动，并与围岩共同作用。 与普通模筑混凝土相比，喷射混凝土施工将输送、浇注、捣固几道工序合而为一，更不需要模板，因而施工快速、简捷。在类围岩的隧道中若采用复合式衬砌（即以锚喷作为初期支护），与整体式模板混凝土衬砌相比，能节约工程投资510%。 喷射混凝土能及早发挥承载作用。能在10min左右终凝，一般2h后即具有强度，8h后可达2MPa，四天后达到28d强度的70%。 喷射混凝土的注意事项： 喷前应对开挖断面尺寸进行检

28、查，清除松动危岩，欠挖超标严重的应予处理。喷前根据石质情况，用高压风或水清洗受喷面。 受喷岩面有集中渗水时，应作好排水引流处理，无集中水时，应根据岩面潮湿程度，适当调整水灰比。喷射时应分段、分部、分块，严格按先墙后拱，先下后上的顺序进行，以减少混凝土因重力作用而起的滑动或脱落现象的发生。喷射时一次喷射厚度不得太薄或太厚，若设计喷射混凝土较厚，应分层喷射。 喷射混凝土的效果：支承围岩。由于喷层能与围岩密贴和粘贴，并给围岩表面以抗力和剪力。也可以阻止不稳定块体的滑塌。“卸载”作用。由于喷层属柔性，能有控制地使围岩在不出现有害变形的前提下，进行一定程度的变形，从而使围岩“卸载”，有利于混凝土承载力的

29、发挥。填平补强围岩。喷射混凝土可射入围岩张开的裂隙，填充表面凹穴，使裂隙分割的岩层面粘联在一起，保护岩块间的咬合、镶嵌作用，提高其间的粘结力、摩擦力，有利于防止围岩松动，并避免或缓和围岩应力集中。覆盖围岩表面。喷层直接粘贴岩面，形成分化和止水的防护层，并阻止节理裂隙中充填物流失。阻止围岩松动。喷层能紧跟掘进进程后及时进行支护，早期强度较高，因而能及时向围岩提供抗力，阻止围岩松动。分配外力。通过喷层把外力传给锚杆、钢架支撑等，使支护结构受力均匀分担。（4）钢纤维喷射混凝土 钢纤维喷射混凝土是在喷射混凝土中加入钢纤维，弥补喷射混凝土的脆性破坏缺陷，改善喷射混凝土的物理力学性能。钢纤维喷射混凝土的破坏呈塑性破坏